文件名的长度如何影响磁盘上剩余的存储空间？

Question

文件名的长度会影响磁盘上剩余的存储空间吗？

我知道这与文件系统有关，尤其是我想到的是EXT系列文件系统。我不完全理解索引节点如何影响磁盘空间以及文件名本身如何存储。这个问题很难得到相关的搜索结果。因此我在这里提问。在Linux中，最大文件名长度通常为255或256个字符。创建文件系统时，每个文件名是否“保留”了相应的空间呢？换句话说，实际文件名是否不会影响磁盘存储，因为已经使用了最大值？还是比这更复杂？

假设我有一个名为“joe.txt”的文件，并将其重命名为“joe2.txt”。这之后，可用磁盘空间的数量是否减少了？那么像“joe_version.txt”或“joe_original_version_with_bug_that_Jim_solved.txt”这样较长的名称呢？我担心8、16、32、64等字符的阈值。我将存储数百万个图像。我以前从未担心过这样的问题，所以我不完全确定它是如何工作的。

虽然我只使用EXT文件系统，但讨论FAT和其他文件系统可能对其他类似问题的人也有用。

- SO Stinks

Answer 1

在Linux（或更一般地说，Unix类型的文件系统）中，文件名存储在目录条目inode中，该inode包含每个目录中每个文件的（文件名，inode号）映射列表。我的理解是，对于每个文件名，都有NAME_MAX个字符的保留空间。在Linux上，确实NAME_MAX为255。

因此，回答你的问题，当文件系统创建时，并没有为文件名预留空间，但一旦创建文件，就会为名称保留NAME_MAX字节。此外，对于目录inode，我的理解是，在ext2/3/4上至少分配了磁盘块（4 KB，除非你正在做一些非常奇怪的事情），以所需的方式进行。也就是说，一个目录最少占用4 KB（加上父目录inode中的一个条目），如果（文件名，inode）对的列表不适合这4 KB（减去其他开销，例如目录权限），它将分配一个新的4 KB块来继续该列表，以此类推（ext2/3使用间接块方案，而ext4则使用范围）。

- janneb

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我希望更多的人最终会评论你的答案并确认它。我认为它是正确的，但我仍然不知道100%。 - SO Stinks

请注意，程序不应盲目地假设系统范围内的NAME_MAX实际上可以使用。许多文件系统确实支持那么多字节，这可能与经常使用的UTF-8编码的字符完全不同。此外，如果当前挂载的是例如ecryptfs，则实际限制可能更接近160个字节。要获取真正的限制，请运行getconf NAME_MAX /path/to/directory。 - Mikko Rantalainen

关于原问题的答案：文件名的存储取决于文件系统，有些文件系统可能不会为每个文件名保留255个字节，而是将目录条目压缩以尽可能多地适合一个磁盘块。此外，由于历史原因，大多数文件系统仍然设计为512字节的磁盘块，因此如果更改适合现有块，则不需要空间。如果更改不适合，则会保留额外的块，直到数据适合为止。 - Mikko Rantalainen

Answer 2

FAT16 预分配。

FAT32 使用一种解决方法来提供长文件名；随着文件名变得越来越长，需要额外的目录文件块来存储额外的字符 - 而目录文件是一个常规文件，因此这会消耗额外的磁盘空间。然而，最小的分配是一个簇，因此除非额外的文件名存储超过了簇边界，否则不会从您本来可以使用的磁盘空间中消耗额外的磁盘空间。

我不熟悉类 UNIX 文件系统如何处理文件名。

- user82238